• 생명과학회지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.752-760
• /
• 2004

Nitrogenase 촉매에서 Fe-단백질을 포함하는 [4Fe-4S] 클라스터의 기능은 기질의 결합과 환원 자리를 포함하는 MoFe-단백질로 핵산 의존 전자 주개로 작용하는 것이다. 이러한 방법의 Fe-단백질의 기능은 Mofe-단백질과 상호작용을 위해 적합한 구조를 갖추며 전자 전달을 위한 추진력을 제공하기 위해 산화 환원 퍼텐셜을 변화시키는 능력에 의존한다. Nitrogenase Fe-단백질에 MgADP가 결합한 (혹은 떨어진) 구조적 정보는 핵산 결합 자리로부터 MoFe-단백질과의 결합력을 조절하기 위한 장거리 상호작용 메커니즘을 제시한다. 스위치 I과 II의 두 가지 경로가 뉴클레오티드의 신호전달 메커니즘을 담당한다. MgADP가 결합된 Fe-단백질의 구조는 Fe 단백질이 핵산과 결합할 때 관찰되는 [4Fe-4S] 클라스터의 생물리학적 특성 변화의 기초를 제공한다. 스위치, I과 II의 핵산 의존 신호전달 경로에서 특정 아미노산이 치환된 nitrogenase Fe-단백질의 구조들이 X-선 회절법에 의해서 결정되었다. 이들 경로는 아미노산 치환 연구, 구조 분석, 유사한 핵산 의존 신호전달 경로에 이용된 다른 단백질 등에 의해서도 분석되었다. 이들 경로가 거대분자 착물 형성과 분자간 전자 전달을 위한 MgADP 결합과 가수분해의 신호전달 경로로의 타당성이 조사되었다. 이러한 결과는 nitrogenase Fe 단백질과 MoFe-단백질 착물에서 Fe-단백질의 변이와 상호작용의 생물리학적 및 생화학적 특성을 위한 기초적 자료를 제공할 것이다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.18-23
• /
• 2007

신경세포에 특이적으로 발현되는 단백질인 Fe65는 두 개의 phosphotyrosine binding(PTB) 도메인을 가지고 있다. 두번째 PTB(PTB2)도메인은 아밀로이드 베타 전구 단백질(APP)의 세포질 도메인 조각(AICD)와 결합한다. 최근 연구 결과들은 AICD와 Fe65로 이루어진 결합체가 알츠하이머병에서 신경세포를 죽게 하는 유전자를 발현한다고 제시하고 있다. 따라서 Fe65와 AICD의 결합을 방해하는 화합물은 알츠하이머병을 치료하는데 후보물질이 될 수 있다. 하지만 AICD와 Fe65와 관련된 신호전달에 대한 분자적 기전은 잘 알려져 있지 않다. 이번 연구에서는 Fe65의 PTB2도메인을 baculovirus시스템에서 과발현시킨 결과를 보고한다. 세균 및 척추동물 세포를 이용한 시스템과 비교했을 때, baculovirus 시스템 이 훨씬 효과적 이 다는 것을 발견했다. 정제된 재조합 단백질을 이용하여 초기 결정을 얻었다. 결정을 이용하여 앞으로 밝힐 3차원 구조는 Fe65관련 신호전달체계에 대한 분자 기전 및 이에 대한 저해제 개발에 큰 도움을 줄 것이다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제48권3호
• /
• pp.189-200
• /
• 2005

생물학적 질소고정과정의 연구는 학문적으로나 산업적으로 매우 중요한 과정이다. 본 총설에서는 공업적 질소고정과 비교되는 생물학적 질소고정의 특징을 간단히 살펴보고, Azotobacter vinelandii에서 연구되고 있는 생물학적 질소고정효소의 특징을 다룬다. 생물학적 질소고정과정은 다양한 생명체에서 일어나며, 최근에는 미생물인 A. vinelandii에 그 작용 메커니즘에 관한 연구가 집중되어 있다. 공기중의 질소를 암모니아로 변환시키는 질소고정은 화학적으로 환원 반응에 해당하므로 전자의 공급이 필요하다. 생물학적 질소고정을 담당하는 질소고정효소는 촉매반응을 위해 생물학적인 환원력을 사용하여 전자를 공급받아, Fe 단백질의 $Fe_4S_4$ cluster와 MoFe 단백질의 P-cluster를 거쳐 질소 환원 반응이 일어나는 FeMo-cofactor로 전달한다. 이러한 전자전달의 과정과 수소이온의 전달 과정은 질소고정효소의 반응 메커니즘 이해에 매우 중요한 과정이며, FeMo-cofactor와 질소분자의 상호작용은 생물학적 질소고정 메커니즘의 중심에 있다. 질소고정 작용 메커니즘의 연구에는 X-선 단백질 결정학, EPR과 $M{\ddot{u}}ssbauer$ 등의 다양한 분광학적 방법과, 효소의 기질과 저해제의 상호작용을 연구하고 mutant와 비교하는 생화학적 접근방법, 그리고 FeMo-cofactor의 모델 화합물을 합성하여 연구하는 화학적 방법 등이 적용되었다. 이들 분야의 최근 연구결과를 소개하며, 마지막으로, 다양한 연구 결과에 바탕하여 새로운 질소고정효소의 작용 기작이 제안하였다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.673-682
• /
• 2017

식물 및 동물성 단백질 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수 분해물들은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 연산오계란 단백질 가수 분해물을 Ultrafiltration를 이용하여 HDS(분획되지 않은 가수 분해물), 1 kDa, 5 kDa, 10 kDa, 50 kDa로 분획된 기능성 펩타이드의 DPPH radical scavenging activity, superoxide anion radical scavenging activity, hydroxyl radical scavenging activity 및 $Fe^{2+}$ chelation ability을 평가하였다. 그 결과 DPPH radical scavenging activity 최대값은 1 kDa(70.83 %), hydroxyl radical scavenging activity 최대값은 5 kDa (47.01 %), superoxide anion radical scavenging activity 최대값은 5 kDa(40.57 %), $Fe^{2+}$ chelation ability 최대값은 5 kDa(29.87 %)로 나타났다. Ultrafiltration를 이용하여 fractionation된 단백질 가수 분해물의 항산화 저해 능력 $IC_{50}$ 평가하였다. 그 결과 HDS의 최대값은 superoxide anion radical scavenging activity($IC_{50}$, 5.42 mg/ml)이고, 1 kDa의 최대값은 $Fe^{2+}$ chelation ability($IC_{50}$, 1.67 mg/ml)이고, 5 kDa의 최대값은 $Fe^{2+}$ chelation ability($IC_{50}$, 2.09 mg/ml)이고, 10 kDa의 최대값은 $Fe^{2+}$ chelation ability($IC_{50}$, 2.61 mg/ml)이고, 50 kDa의 최대값은 $Fe^{2+}$ chelation ability($IC_{50}$, 4.53 mg/ml)이다. 그러므로 본 연구 결과를 바탕으로 5 kDa를 이용하여 오계란 단백질에서 분획한 펩타이드는 항산화 기능성 식품소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대한다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.46-51
• /
• 1993

본 연구는 2가철-아스코르빈산착체(Fe-Asc)에 의한 파아지 불활화에 있어서 Fe-Asc의 작용부위에 관해 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Fe-Asc의 단백질에 대한 작용에 관하여 우혈청알부민과 J1파아지의 구조단백질을 사용하여 검토한 결과 Fe-Asc의 처리구와 미처리구에 있어서 SDS-폴리아크릴아미드 겔 전기영동패턴, 아미노산 조성 및 자외선 스펙트럼에 변화는 보이지 않았다. 이에 대하여 Fe-Asc를 pUC18 DNA, M13mp8, ${\lambda}$ DNA 및 J1 파아지의 DNA에 작용시키면 아가로오스겔 전기영동패턴에 변화가 보여 사슬절단이 확인되었다. pUC18 DNA는 Fe-Asc와 반응시 먼저 수퍼코일형의 두가닥사슬 DNA의 한쪽 가닥에 절단이 일어나 개환형으로 되고 잇따라 두 가닥 사슬절단이 일어나 선형으로 되어 저분자화하는 것이 확인되었다. 이상의 결과로부터 Fe-Asc에 의한 파아지 불활화는 파아지 DNA의 손상에 기인한다고 생각된다.

• 환경생물
• /
• 제20권3호
• /
• pp.237-244
• /
• 2002

항진균 활성 관련 단백질을 탐색하기 위해 미역류로부터 식물병원성 곰팡이의 생장을 저해하는 SAR01 균주를 분리하였고, FAME (fatty acid methyl ester) 분석 결과, Streptomyces sp.로 동정되었다. 방사선 조사$(^{60}Co)$를 실시한 결과, Botrytis cinerea를 포함한 5종의 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 소실한 SAR535 균주 외 6종의 돌연변이 균주가 유도되었다. SAR01 야생형 균주와 SAR535 돌연변이 균주의 세포내 단백질의 이차원 전기영동 분석결과, 6종의 단백질이 야생형 균주인 SAR01 균주의 세포내에만 존재하였다. 이들 6종의 단백질 중, 5종은 heat shock protein 70 (HSP70), Fe-containing superoxide dismutase II (Fe - SODII), ribosome recycling factor (RRF), 10 kD chaperonin (GroES) 및 inorganic pyrophosphatase (PPAse)와 각각 75%, 93%, 100%, 96% 및 83%의 유사성을 보였다. 이들 6종의 단백질들은 Streptomyces sp. SAR01 균주의 항진균 활성과 밀접한 관계가 있을 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.151-157
• /
• 1990

식물근권에서 분리된 협생의 미호기성 및 내산성인 A. amazonense Kpl의 질소고정은 용존산소농도 0.2 KPa에서 최대활성을 보였다. 혐기상태 또는 고농도의 산소조건에서는 가역적으로 활성이 저해되였고, 암모늄처리는 350mM 농도까지 점차적으로 활성을 억제하였다. 최대 질소고정활성을 갖는 균체로부터의 효소추출액을 DEAE-52 크로마토그래피, 열처리 및 PAGE에 의해 순수분리한 질소고정효소계인 MoFe 단백질은 분자량이 210,000달톤으로 55,000 및 50,000 달톤인 각각 2개의 서브유닛트를 갖고,2원자의 MO,24원자의 Fe 및 28원자의 S를 함유하며, 등전점이 5.2 그리고 최대비활성이 2,200nM $C_2H_4mg^{-1} min^{-1}$였다. Fe 단백질은 분자량이 66,000달톤으로 35,000 및 30,000달톤인 서브 유닛트로써 구성되고, 4원자의 Fe 및 6원자의 S를 함유하며, 등전점이 4.6으로 산성이고, 최대비활성이 1.700nM $C_2H_4mg^{-1} min^{-1}$였다. 이 효소계는 pH7, 온도 $35^{\circ}C$에서 최척할성을 나타내었고, $4^{\circ}C$에서 MoFe 단백질과 Fe단백질은 각각 30일과 10일 정도 활성을유지하였다.

• 식품기술
• /
• 제11권4호
• /
• pp.49-60
• /
• 1998

Ascorbate-$Fe^3+$-EDTA에 의해 생성된 hydroxyl radical (HO.)을 이용하여 단백질과 지질의 산화적 손상을 유도하였으며, 이 손상에 대한 멜라토닌(melatonin), glutathione, $\alpha$-tocopherol의 방어효과를 분석하였다. 단백질로는 bovine serum albumin (BSA), 지질로는 phosphatidyl-choline (PC) liposome을 이용하였다. 그리고 BSA와 PC liposome의 혼합계에서도 각 항산화제의 효능을 분석하였다. 단백질의 산화적 손상은 carbonyl기의 생성 및 단백질 절단을, 지질산화는 lipid peroxidation (LPO, malondialdehyde 와 4-hydroxyalkenal) 분석을 통하여 조사하였다. 단백질의 산화는 멜라토닌과 glutathione이, 지질산화는 멜라토닌과 $\alpha$-tocopherol이 효과적으로 억제하였다. 그러나 glutathione은 지질, $\alpha$-tocopherol은 단백질의 산화를 억제하지 못하였다. BSA와 PC liposome이 동시에 존재하는 혼합물에서는 수용성과 지용성 특성을 모두 지닌 멜라토닌은 단백질, 지질 모두에 대해 산화방지효과가 있으나 수용성인 glutathione은 단백질에, 지용성인 $\alpha$-tocopherol은 지질에만 주로 효과가 있는 것으로 조사되었다.

• 한국양식학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.77-85
• /
• 1997

본 연구는 조피볼락 사료에 있어서 동물성 단백질원들의 영양적 평가(체조성과 성장)를 결정하기 위하여 수행되었다. 6가지 실험사료 중 북양어분구(WFM), 넙치근육구(FMM), 오징어간분구(SLP)는 한가지, 혈분구(BM)는 혈분과 북양어분을, 카제인구(CG)는 카제인, 젤라틴 및 북양어분을, 그리고 난단백구(EWA)는 난단백, 젤라틴 및 북양어분을 단백질원으로 이용하여 사료내 조단백질 함량을 50%로, 가용에너지는 15.9 KJ/g (physiological fuel value ; 단백질 : 지방 : 탄수화물 = 16.7 KJ/g : 37.7 KJ/g : 16.7 KJ/g)으로 조정하였다. 성장률, 사료효율 및 단백질효율은 북양어분구보다 넙치육분, 오징어간분구보다 혈분구 그리고 난백구보다 카제인구가 유의적으로 우수한 결과를 보였으며(P<0.05), 혈분구는 북양어분을 혼합하여 혈분의 기호성을 높인 결과로 사료된다. 6가지 실험구의 전어체 분석, HSI, Hb, Hematocrit은 다양하게 유의적인 차이를 나타냈다. 따라서, 상기 결과는 조피볼락에 있어서 동결 건조된 넙치근육분이 가장 좋았고, 난단백은 가장 저조한 성장을 보여 주었다.

• 한국식품영양학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.294-301
• /
• 2004

AsA 수용액 중에서 중금속이온 비존재, Fe(III)이온 존재, 그리고 Cu(II)이온 존재 하에서의 AsA 자동산화반응에 대한 단백질 공존 효과에 대하여 살펴보았다. 수용액 중에서의 AsA 산화반응은 중금속 이온이 존재 하지 않는 경우보다 Fe(III)이온 및 Cu(II)이온이 존재하는 경우에 AsA 잔존율이 낮은 것으로 나타났다. 또한 5 $\mu$M Fe(III)이온 보다 약 50배 낮은 농도인 0.1 $\mu$M Cu(II)이온이 존재하는 경우가 AsA 산화반응 정도가 더욱 큰 것을 알 수 있었다. 이러한 AsA자동산화 반응에 대해 효소 단백질로서는 SOD 및 CAT, 비효소 단백질로서는 BSA, ovalbumin, v-globulin, lysozyme를 이용하여 AsA산화반응에 미치는 영향을 조사하였다. AsA 수용액에 CAT 및 SOD가 존재하는 경우는 Fe (III)이온 및 Cu(II)이온 존재 하에서도 존재하지 않는 경우와 마찬가지로 AsA 산화반응이 억제되는 것을 알수 있었다. 이는 SOD가Ash의 산화반응에서 생긴 $O_2$를 제거하고, CAT가 $O_2$의 불균화반응에 의해서 생기는 $H_2O$$_2$를 제거하는 것 등을 생각할 수 있다. 더욱이, AsA산화반응에 있어서의 CAT혹은 실활 CAT의 존재 하에서도 AsA의 안정화작용이 나타나 Fe(III)이온 및 Cu(II)이온 존재 하에서도 AsA의 산화반응에 대한 CAT의 비특이적인 억제효과를 확인할 수 있었다. 또한, AsA의 산화분해에 미치는 $H_2O$$_2$ 영향을 살펴 보기 위하여 50 $\mu$M AsA 수용액에 50 $\mu$M $H_2O$$_2$를 첨가 하여 산소가스는 통기하지 않고 산화반응을 행한 결과, $H_2O$$_2$존재의 유무에 관계없이 Ash분해속도는 크고 이들 반응은 CAT존재에 의해 현저하게 억제되는 것을 밝혔다. 그리고, 비효소 단백질로서 BSA, oval-bumin, v-globulin, lysozyme를 이용하여 AsA 산화반응을 살펴본 결과 이들 단백질의 공존과 더불어 AsA의 산화율이 낮아지는 경향을 나타내어 AsA에 대한 비특이적인 쾌 강한 안정화작용이 관여하고 있을 것으로 시사되었다. 본 연구는 식품ㆍ생체계에 있어서 AsA의 항산화기전, 특히 중금속이온이 존재하는 경우에 있어서 항산화반응 기전을 해명하기 위한 일부분으로서 AsA대사와 단백질 대사와의 반응에 도움을 주는 중요한 기초자료를 얻을 수가 있었다.